干式變壓器的允許溫升是其安全運行的核心指標之一,直接關系到絕緣壽命和可靠性。溫升限值由絕緣材料的耐熱等級決定,我國通過國家標準(如GB 1094.11-2022《電力變壓器 第11部分:干式變壓器》)嚴格規范。以下是詳細解析:
一、溫升的定義與標準依據
溫升:變壓器在額定電壓、額定頻率和額定負載下運行時,繞組或鐵芯的溫度與環境溫度的差值(單位:K,1K=1℃)。
我國強制執行的標準為 GB 1094.11-2022,明確規定了不同絕緣等級干式變壓器的溫升限值。
二、不同絕緣等級的溫升限值
干式變壓器的絕緣等級由絕緣材料的耐熱性能決定,常見等級為F級、H級、B級(從低到高),其中F級絕緣是目前主流選擇(占比超90%)。各等級對應的溫升限值如下:
1. F級絕緣(最常用)
繞組溫升限值:≤100K(即繞組最高溫度≤環境溫度+100℃);
鐵芯溫升限值:≤60K(鐵芯最高溫度≤環境溫度+60℃)。
典型場景:環境溫度40℃時,繞組最高溫度≤140℃(40+100),鐵芯≤100℃(40+60)。
2. H級絕緣(高溫場景適用)
繞組溫升限值:≤125K;
鐵芯溫升限值:≤80K。
適用場景:高溫環境(如鋼鐵廠熔爐旁、水泥廠窯爐附近),環境溫度可達50℃時,繞組最高溫度≤175℃(50+125)。
3. B級絕緣(逐步淘汰)
繞組溫升限值:≤80K;
鐵芯溫升限值:≤65K。
現狀:因耐熱性能較低(B級絕緣耐溫130℃),僅用于早期低容量變壓器,新建項目已很少使用。
三、溫升限值的“安全邏輯”
絕緣材料的老化速度與溫度直接相關,溫度每升高6℃,絕緣壽命減半(“六度法則”)。因此,溫升限值的核心目的是:
確保絕緣材料在壽命周期內(通常20~30年)不因過熱而失效;
避免因局部過熱導致繞組短路、燒毀等事故。
四、實際應用中的注意事項
環境溫度修正:
標準中環境溫度默認取40℃(最嚴苛工況),若實際環境溫度低于40℃(如北方冬季),繞組允許的最高溫度可適當提高(但不超過絕緣材料耐溫極限)。
過載能力與溫升:
干式變壓器短期(如1小時)可過載10%~15%,但此時溫升會顯著增加(如F級絕緣過載10%時,繞組溫升可能達115K)。需嚴格按廠家提供的“過負載曲線”運行,避免長期過載。
溫升試驗驗證:
每臺干式變壓器出廠前需通過溫升試驗(在額定負載下運行4~8小時,測量繞組、鐵芯溫度),并出具第三方檢測報告(如國家變壓器質量監督檢驗中心)。
五、總結:選型時如何關注溫升?
新建項目:優先選擇F級絕緣(溫升限值100K/60K),符合國標1級能效要求;
高溫環境:選用H級絕緣(溫升限值125K/80K),確保極端條件下安全運行;
驗收要點:要求廠家提供溫升試驗報告,確認繞組、鐵芯溫升實測值≤標準限值。